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超声波清洗机换能器和发生器

作者:sgsgh  文章来源:www.mocomplements.com   更新时间:2020-03-09 12:57:42  点击次数:

  超声清洗系统最重要的部分是换能器。现存两种换能器,一种是磁力换能器,由镍或镍合金制成;一种压电换能器,由锆钛酸铅或其他陶瓷制成。将压电材料放入电压变化的电场中时,它会发生变形,这就是所谓的压电效应。相对来说,磁力换能器是用会在变化的磁场中发生变形的材料制成的。

  无论使用何种换能器,通常最基本的因素为其产生的空化效应的强度。超声波和其它声波一样,是一系列的压力点,即一种压缩和膨胀交替的波(如下图示)。如果声能足够强,液体在波的膨胀阶段被推开,由此产生气泡;而在波的压缩阶段,这些气泡就在液体中瞬间爆裂或内爆,产生一种非常有效的冲击力,特别适用於清洗。这个过程被称做空化作用。

  从理论上分析,爆裂的空化泡会产生超过10,000psi的压力和20,000°F(11,000°C)的高温,并在其爆裂的瞬间冲击波会迅速向外辐射。单个空化泡所释放的能量很小,但每秒钟内有几百万的空化泡同时爆裂,累计起来的效果将是非常强烈的,产生的强大的冲击力将工件表面的污物剥落,这就是所有超声清洗的特点。

  如果超声能量足够大,空化现象会在清洗液各处产生,所以超声波能够有效清洗微小的裂缝和孔。空化作用也促进了化学反应并加速了表面膜的溶解。

  然而只有在某区域的液体压力低於该气泡内气体压力时才会在该区域产生空化现象,故由换能器产生的超声波振幅足够大时才能满足这一条件。产生空化所需的最小功率被称做空化临界点。不同的液体存在不同的空化临界点,故超声波能量必须超过该临界点才能达到清洗效果。也就是说,只有能量超过临界点才能产生空化泡,以便进行超声清洗。

  

  超声波清洗机工作频率的重要性

  当工作频率很低(在人的听觉范围内)就会产生噪音。当频率低於20kHz时,工作噪音不仅变得很大,而且可能超出职业安全与保健法或其他条例所规定的安全噪音的限度。在需要高功率去除污垢而不用考虑工件表面损伤的应用中,通常选择从20kHz到30kHz范围内的较低清洗频率。该频率范围内的清洗频率常常被用於清洗大型、重型零件或高密度材料的工件。20KHz的磁力换能器和25KHz的压电换能器。

  高频通常被用於清洗较小、较精密的零件,或清除微小颗粒。高频还被用於被工件表面不允许损伤的应用。使用高频可从几个方面改善清洗性能。随着频率的增加,空化泡的数量呈线形增加,从而产生更多更密集的冲击波使其能进入到更小的缝隙中。如果功率保持不变,空化泡变小,其释放的能量相应减少,这样有效地减小了对工件表面的损伤。高频的另一个优势在於减小了粘滞边界层(泊努里效应),使得超声波能够发现极细小的微粒。这种情况近似於小溪中水位降低时可以看清溪底的小石子。


  超声波清洗机四大辅助系统

  超声波清洗机四大辅助系统:

  1.过滤系统:该系统配备了过滤器,对清洗槽进行动态过滤,保持整洁的清洗槽。

  2.输送系统:不同形状的工件进行清洗,体积,数量等,以确定传输模式超声波清洗机及其控制。典型的输送方式-悬挂链,网带,双链,电动葫芦,转盘,龙门架,机器人,挂篮,推板等。

  3.喷淋清洗系统:根据工件表面被清洗情况,超声波清洁机配备喷淋,漂洗过程,超声波清洗、 喷淋清洗有机结合。

  4.烘干系统:根据被清洗的工件状况,超声波清洗设备配备干燥系统,干燥系统由加热器,风扇,喷嘴等组成,温度自动控制。

  

  超声波清洗机维修与故障判断方法要点之无超声

  (1)无超声,电源开关指示灯不亮,风机不转。检查电源是否插好,电源开关是否损坏,风机是否损坏。

  (2)无超声,电源开关指示灯无显示,风机运转正常。

  ①检查整流桥是否损坏。方法为:把指针万用表调到×10k挡,黑表笔接整流桥正极,红表笔分别接ac端两引脚是否导通,是则检查下一步。

  ②检查主电容是否损坏,是则更换电池。

  ③检查功率管是否损坏。方法为:把指针万能表调到×10k挡,黑表笔接功率管的2脚,红表笔分别接1、3脚是否导通,是则更换功率管,否则恢复工作状态。

 

  超声波清洗机维修与故障判断方法要点之有超声,但功率不能调节

  (1)将输出电缆线取下,打开电源,把功率调到最大,用万用表交流1000v挡,测量输出端的电压,一般为1000v左右,如果有电压说明发生器没有问题,插上输出电缆线,检查第⑤步,如果没有电压,检查下一步。

  (2)用万用表直流1000v挡,测量主电容或整流桥输出正负两端,是否有300v左右,没有电压则检查第④步,有电压检查下一步。

  (3)用万用表交流20v挡测量d1频率测量二极管应有10v左右,如果没有电压,更换ic1模块。

  (4)检查功率控制部分,测量功率调节电位器是否短路,是则更换。否则检查功率,控制输出电阻r3应为240欧姆,5w电阻是否损坏,是则更换电阻。

  (5)检查超声波震子是否正常,可用兆欧表测量震子两端的绝缘电阻,一般为500k以上或用万用表的x10k挡测量震子两端电阻,一般表针会有小幅度摆动,并回答奥原位,条换表笔会有同样效果,如果电阻偏小可能是震子问题,受潮后短路。

  

  超声波清洗机维修与故障判断方法要点之超声强度变弱

  (1)用频率表测量主机是否在正常频率范围内,一般28k的震子位27-31k,40k的震子为39-41k。如果差别太大,可同通过调节主板上的频率调节电位器来恢复。

  (2)观察电流表的电流大小,如果电流比额定电流过小,首先应检查超声波震板是否有损坏,例如震子脱落,震子晶片破裂,粘结胶水开裂等,连接导线是否有短路等。一般情况下,如果电流下降不多或基本没有下降,而声音又正常,但是超声强度下降比较厉害,则很可能是震子粘结胶水开裂,其判断方法为:观察震子与钢铁连接处的胶水涂层,正常情况下应该是光滑的表面,如有细小裂痕则很可能是胶水已开裂,此时应该把震子取下重新粘结,如电流下降厉害,则主要检查是否有连接导线断路或震子晶片片裂。

  (3)一般工作电压,清洗对象,水温高低及清洗液的种类等都会对超声强度有影响,特别是在剧烈搅动时,超声会减弱,数十秒钟才能恢复。


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